Kevytsoran asentaminen

Tie- tai katupenkereen kevennyskerroksen rakentamisen periaate on esitetty kuvissa 1 a) ja 1 b). Kuvissa on esitetty reunapenkereiden ja kevytsorakevennyksen rakentamisjärjestys sekä suurimmat suositeltavat luiskakaltevuudet.

Kun kevytsorapenger on matala tai luiskakaltevuus on loiva, kevytsorapenger voidaan tarvittaessa rakentaa ilman reunapenkereitä kohdekohtaisen suunnitelman mukaisesti. Luiskissa kevytsoran päälle tulevan suojakerroksen paksuuden tulee olla vähintään 0,6 metriä.

Korkeammissa kevennystäytöissä reunapenkereiden käyttö on useimmiten tarpeellista ja perusteltua sekä valmiin rakenteen toimivuuden että rakentamisen kustannusten kannalta.

Kaivettavuus ja uudelleenkäyttö

Kevytsoralla kevennetyissä rakenteissa kunnallistekniikan korjaus- ja muutostöitä voidaan tehdä ilman, että päällysrakenne vaurioituu laajalta alueelta. Tämä edellyttää, että kevytsorakerros on rakennettu ohjeiden mukaisesti ja tiivistetty asianmukaisesti.

Hyvin tiivistetty ja kostea kevytsorarakenne pysyy kuivassa kaivannossa muodossaan purkautumatta. Tämä perustuu kevytsorarakeiden lukkiutumiseen sekä rakeiden väliseen kitkaan ja koheesioon.

Hyvin tiivistetyn kevytsoran kaivettavuus vastaa pääosin routaantumatonta kitkamaata. Myös talviaikana kevytsorakerroksen aukikaivu on yleensä mahdollista, kun rakenteessa ei ole vettä tai muuta maa-ainesta jäätyneenä rakeiden ympärille.

Aukikaivussa kevytsora kaivetaan erilleen muista maa-aineksista ja läjitetään omaan kasaan tai suoraan suursäkkeihin. Näin kevytsoran sekaan ei päädy muuta ainesta, ja materiaali voidaan tarvittaessa välivarastoida ja käyttää uudelleen tulevissa kohteissa.

Kevytsorarakenteiden kaivettavuutta on testattu koerakenteilla ja kaivukokeilla kesällä 2017. Tulokset on esitetty raportissa Leca® LWA Test Structure Report. Koekaivun ja aikaisemmin toteutettujen kohteiden kaivukokemuksia on hyödynnetty tämän ohjeen laatimisessa.

Kaivettavuuden kannalta tutkimuksessa havaittiin selvä ero tiivistetyn ja tiivistämättömän rakenteen välillä. Lisäksi kuivan ja luonnollisen vesipitoisuuden omaavien kevytsorarakenteiden kaivettavuus erosi toisistaan.

Kaivannon luiskakaltevuudet

Putkikaivannon luiskan kaltevuus määräytyy aina olosuhteiden mukaan. Siihen vaikuttavat muun muassa kaivannon syvyys, pohja- tai orsiveden taso, mahdollinen putkirikon vuotovesi sekä kaivannon ympäristön rakenteet ja kuormitukset.

Hyvissä olosuhteissa matalissa kaivannoissa, joissa työ tehdään koneellisesti, asianmukaisesti tiivistetyn kevytsorakerroksen kaivuluiskat voivat säilyä lyhytaikaisesti pystysuorina. Työturvallisuus ja kaivannon vakavuus tulee kuitenkin aina varmistaa kohdekohtaisesti.

Putkikaivantojen luiskien turvallinen enimmäiskaltevuus on Kaivanto-ohjeen RIL 263-2014 mukaan 2:1. Tästä voidaan poiketa vain tapauskohtaisella tarkemmalla suunnittelulla. Yli 2 metriä syvistä kaivannoista tulee laatia kaivantosuunnitelma, jossa suurin sallittu kaivusyvyys ja luiskakaltevuus tarkistetaan paikallisten olosuhteiden mukaan.

Kaivantojen mitoitus tehdään eurokoodin mukaisesti, esimerkiksi Kaivanto-ohjeen RIL 263-2014 perusteella, tai kansallisten ohjeiden, kuten RIL 121-2004 Pohjarakennusohjeen, mukaisesti kohteesta ja tilaajasta riippuen. InfraRYL 2017 taulukossa 16200 on esitetty tukemattoman lyhytaikaisen kaivannon ohjeellisia luiskakaltevuuksia eri maalajeille kaivannon syvyyden mukaan.

Luiskan vakavuuteen vaikuttavat myös kevytsorakerroksen alapuolisen pohjamaan ominaisuudet. Alla olevassa taulukossa on esitetty ohjeellisia luiskakaltevuuksia kuivaan, hyvin tiivistettyyn tai tiivistyneeseen kevytsoraan kaivettavalle kaivannolle, kun pohjamaana on koheesiomaa tai kitkamaa.

Muutoin noudatetaan Kaivanto-ohjeessa ja InfraRYLissä esitettyjä luiskakaltevuuksia tai kohdekohtaista mitoitusta

Taulukko 1. Hyvin tiivistettyyn tai tiivistyneeseen kevytsoraan kaivettavan kuivan kaivannon ohjeellinen luiskakaltevuus, kun pohjamaana on koheesiomaa tai kitkamaa.

Luiskakaltevuuksien mitoitusoletukset

Taulukossa esitetyt kaivusyvyydet ja luiskakaltevuudet on laskettu seuraavilla oletuksilla:

• kyseessä on pitkä kaivanto, lyhyissä kaivannoissa varmuudet ovat suurempia
• normaali 10 kPa katuliikennekuorma sijaitsee vähintään 1,5 metrin etäisyydellä kaivannon reunasta
• päällysrakenteen paksuus on 0,5–0,7 metriä ja sen alla on noin 1 metrin kevytsorakerros
• kaivumaita ei sijoiteta kaivannon läheisyyteen
• työskentely tehdään 20 tonnin painoisella työkoneella kaivannon päädystä
• kaivanto ei ulotu pohjavedenpinnan alapuolelle eikä pohjannousuriskiä ole
• kaivannon vaikutusalueella ei ole siirtymille herkkiä rakenteita
• kevytsoran leikkauslujuuden on oletettu muodostuvan pelkästään kitkasta

Kevytsorakerros tiivistyy ja sen rakeet lukkiutuvat toisiinsa syklisen liikennekuormituksen sekä kosteuspitoisuuden nousun vaikutuksesta. Vastarakennetussa kevytsorakerroksessa luiskakaltevuuksien tulee siksi olla tarvittaessa taulukossa esitettyjä loivempia.

Kaivannon reunalla oleva kuormitus heikentää luiskien vakavuutta. Luiskan paikallisen murtumisen estämiseksi työkoneen tulee sijaita riittävän kaukana luiskan reunasta. Kaivutyön turvallisuutta voidaan parantaa toteuttamalla kaivu kapean kaivannon päästä.

Tuennat

Syvät kaivannot tulee työturvallisuuden vuoksi toteuttaa tuettuina. Tuentaelementtejä voidaan käyttää noin 3 metrin kaivantosyvyyteen asti. Tätä syvemmät kaivannot tuetaan esimerkiksi teräsponttien avulla kohdekohtaisen suunnitelman mukaisesti.

Kevytsoran alhainen tilavuuspaino ja suuri kitkakulma pienentävät ponttiin tai tuentaelementtiin maakerroksista kohdistuvaa kuormitusta. Työkoneiden aiheuttama kuormitus tulee kuitenkin huomioida tuennan mitoituksessa normaalisti.

Teräspontit läpäisevät kevytsorakerroksen yleensä vastaavalla tavalla kuin sorakerroksen, usein jopa helpommin. Jäätynyt kevytsora säilyy irtonaisena, jos rakenteessa ei ole vettä tai muuta maa-ainesta jäätyneenä rakeiden ympärille.

Elementtitukia käytettäessä kaivu voidaan tehdä luiskattuna esimerkiksi kaltevuuteen 2:1 tai tarvittaessa jyrkempänä lähelle lopullista kaivusyvyyttä. Tämän jälkeen elementtituki asennetaan kaivantoon. Luiskatun kaivannon ja elementtien välinen tila täytetään välittömästi lopputäyttöön soveltuvalla maa-aineksella tai kevytsoralla, jos lopulliseen rakenteeseen on suunniteltu kevytsoraa. Talviolosuhteissa täyttöön voidaan käyttää esimerkiksi salaojasepeliä suunnitelmien mukaisesti.

Ennen kevytsoran toimitusta tehdään tarvittava kevennyskaivu ja/tai rakennetaan alin tukipenger. Jos alueelle ei tehdä kevennyskaivua, pintamaa, kannot, juuret ja muu orgaaninen aines poistetaan suunnitelmien mukaisesti.

Turvealueilla kantojen ja juurten poistaminen tulee arvioida tapauskohtaisesti. Poiston jälkeen turpeen päällä liikennöinti voi olla erittäin vaikeaa, mikä tulee huomioida työmaan toteutuksessa ja työjärjestyksessä.

Talvella lumi ja jää poistetaan ennen kevytsorakerroksen levittämistä. Kevytsoraa ei saa asentaa jäätyneelle maapohjalle, ellei rakennussuunnitelmassa ole erikseen esitetty jäätyneen pohjamaan kantavuuden hyödyntämistä erityisen pehmeälle alueelle rakennettaessa.

Suodatinkangas asennetaan voimassa olevan ohjeistuksen mukaisesti ja limitetään suunnitelmien mukaan. Limitys on yleensä vähintään 0,5 metriä.

Kevytsoratäytön rakentamista penkereiden rajaamaan tai kaivannossa olevaan vesialtaaseen ei suositella. Kevytsoratäyttöä ei tule rakentaa avoveteen, ellei rakenne ole reunapenkereiden ympäröimä ja ratkaisu ole suunniteltu kyseisiin olosuhteisiin.

Jos veden syvyys ylittää noin puolet kevytsorakerroksen paksuudesta, syntyy riski kevytsoran nousemisesta kellumaan veden pinnalle. Liian korkealla oleva vesipinta voi myös aiheuttaa sen, että rakenne vaikuttaa kantavalta, vaikka sen todellinen kestävyys on heikko.

Leca-kevytsoran tiheys on noin 15–20 % karkean kiviaineksen tiheydestä. Pienen irtotiheyden ansiosta yhdellä kuljetuksella voidaan toimittaa suuri tilavuus materiaalia, mikä voi helpottaa työmaan logistiikkaa, vähentää kuljetustarvetta ja pienentää kuljetuksista aiheutuvaa ympäristökuormitusta.

Tiivistettäessä löyhä kevytsorakerros tiivistyy noin 10 %. Tämä tulee huomioida kevytsoran tilausmäärässä ja rakenteen materiaalimenekissä. Käytännössä tilausmäärässä käytetään tiivistyskerrointa 1,1.

Toimitus irtotavarana

Irtotavarana Leca-sora toimitetaan työmaalle tavallisesti täysmittaisilla ajoneuvoyhdistelmillä tai kuorma-autoilla. Yhteen täysperävaunukuorma-autoon mahtuu noin 120–150 m³ Leca-soraa.

Kuorma puretaan yleensä kippaamalla, minkä jälkeen materiaali levitetään tela-alustaisella kaivinkoneella tai puskutraktorilla suunnitelmien mukaisiin kerrospaksuuksiin.

Suurissa kevennyshankkeissa kevytsora kannattaa toimittaa useaan eri purkupaikkaan, jotta materiaalin tarpeeton siirtely työmaalla voidaan minimoida. Näin voidaan vähentää myös kevytsorarakeiden murskaantumista, jota voi aiheutua materiaalin toistuvasta käsittelystä tela-alustaisilla koneilla. Kevytsoran purku- ja välivarastointialueet suunnitellaan etukäteen.

Leca-soran kuljetuskaluston liikennöinti työkohteeseen voidaan järjestää esimerkiksi rakentamalla työmaatie. Tarvittaessa kevytsorakerroksen päälle voidaan asentaa suodatinkangas ja ohut kantava kerros kiviainesta tai betonimursketta. Rakennuskoneiden pääsy työmaalle voidaan järjestää myös väliaikaisilla ratkaisuilla, kuten teräslevyillä.

Toimitus puhalluskalustolla

Puhallustoimituksessa irtonainen kevytsora puretaan ilmavirran avulla puhallusletkua pitkin suoraan asennuskohteeseen. Puhallusletkun avulla kevytsora voidaan asentaa ahtaisiin tai muuten vaikeasti saavutettaviin kohteisiin ilman välivarastointia ja erillistä levityskalustoa. Leca-soran puhallustoimituksen voi tilata yhteistyökumppaniemme kautta.

Kevytsora tiivistetään suoraan kevytsorakerroksen pinnalta tai murskekerroksen päältä tela-alustaisella koneella, tärylevyllä tai täryjyrällä. Tiivistystulokseen vaikuttavat tiivistyskalusto, tiivistystapa ja yliajokertojen määrä. Ne ovat keskeisiä tekijöitä laadukkaan kevytsorarakenteen toteutuksessa.

Tiivistyskalustona suositellaan käytettäväksi tela-alustaista konetta aina kun se on mahdollista. Tela-alustaisen koneen aiheuttama enimmäispaine saa olla korkeintaan 50 kPa. Pienillä alueilla tai olemassa olevien rakenteiden läheisyydessä tiivistämiseen suositellaan mahdollisimman suurella pohjalevyllä varustettua tärylevyä.

Tiivistyksessä tulee käyttää riittävää tiivistysenergiaa, jotta kevytsorakerros tiivistyy suunnitellusti. Samalla on vältettävä liian voimakasta dynaamista tiivistystä, joka voi aiheuttaa rakeiden murskaantumista.

Kevytsorakerros tiivistetään pääsääntöisesti enintään 0,6 metrin kerroksina käytettävä tiivistyskalusto huomioiden. Esitiivistys tehdään yleensä tela-alustaisella kaivinkoneella yliajamalla suoraan kevytsorakerroksen päältä.

Esitiivistyksessä yliajokertoja tulee olla vähintään kuusi esitiivistettävää kerrosta kohti. Tarvittava yliajokertojen määrä riippuu käytettävän koneen työpainosta ja kohteen suunnitelmista.

Työn edetessä seurataan tiivistymisastetta. Esitiivistystä jatketaan koneella yliajaen, kunnes kevytsorakerrokseen ei enää jää koneen aiheuttamia painumia. Seuraavat kerrokset esitiivistetään samalla tavalla, pääsääntöisesti enintään 0,6 metrin kerroksina.

Jos kevennysrakenne tehdään pohjamaalle, joka voi häiriintyä tavanomaisessa tiivistyksessä, tiivistäminen voidaan tehdä paksumpina, noin 0,6–1,0 metrin kerroksina. Näissä tapauksissa suunnittelija määrittää kohdekohtaiset tiivistysohjeet.

Lopullinen tiivistys tehdään kevytsorakerroksen yläpuolisen murskekerroksen päältä täryjyrällä. Murskekerroksen paksuus on yleensä noin 150–300 mm, ja tiivistykseen voidaan käyttää yksi- tai kaksivalssista täryjyrää.

Tiivistettäessä löyhä kevytsorakerros tiivistyy noin 10 %. Tämä tulee huomioida kevytsoraa levitettäessä ja materiaalimenekkiä arvioitaessa. Suunnitelmissa esitetään aina valmiin kevytsorakerroksen paksuus tiivistettynä, joten tiivistämätön kevytsorakerros levitetään ylikorkeana.

Työmaalla kevytsoran tiivistyminen varmistetaan tiivistetyn kerroksen pinnalta tehtävillä tarkistusmittauksilla. Mittausten perusteella määritetään myös kohdekohtaisesti tarvittava ennakkokorotus.

1. Tilataan kevytsora ja varmistetaan, että toimitus kohteeseen on mahdollista suunnitellulla kuljetuskalustolla.
2. Valmistellaan asennuspaikka ja pohjamaa. Tarvittaessa tehdään raivaus, pintamaan poisto sekä talvikaudella lumen ja jään poistaminen.
3. Asennetaan kevytsorakerroksen alle suodatinkangas, ellei suunnitelmissa ole esitetty muuta ratkaisua.
4. Varmistetaan mahdollisten geolujitteiden käyttö, sijainti ja materiaalitarve suunnitelmien mukaisesti.
5. Mitataan asennusalustan taso ja levitetään kevytsora suunnitelluksi rakennekerrokseksi.
6. Esitiivistetään kevytsora Lecan työohjeen mukaisesti.
7. Mitataan esitiivistetyn kerroksen pinnan tasot toteutuneen kevytsorakerroksen paksuuden määrittämiseksi. Rakenteeseen tiivistetyn kevytsoran määrän tulee vastata rakennussuunnitelmissa esitettyä määrää. Tiivistyskerroin on 1,1.
8. Asennetaan kevytsorakerroksen päälle suodatinkangas.
9. Rakennetaan kevytsoran päälle ensimmäinen noin 0,15–0,30 metrin paksu kantava tai jakava kerros, jonka päältä tehdään ensimmäinen lopputiivistys.
10. Tiivistetään ensimmäinen yläpuolinen murskekerros ja kevytsorakerros asennusohjeen mukaisesti. Lopuksi mitataan koko rakenteen kantavuus suunnitelmissa esitetyllä tavalla.